SiC ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਸਿੰਗਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦਾ ਵਾਧਾ

ਇਸਦੀ ਖੋਜ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਨੇ ਵਿਆਪਕ ਧਿਆਨ ਖਿੱਚਿਆ ਹੈ. ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਅੱਧੇ Si ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਅਤੇ ਅੱਧੇ C ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਨਾਲ ਬਣੀ ਹੋਈ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ sp3 ਹਾਈਬ੍ਰਿਡ ਔਰਬਿਟਲਾਂ ਨੂੰ ਸਾਂਝਾ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਜੋੜਿਆਂ ਦੁਆਰਾ ਸਹਿ-ਸਹਿਯੋਗੀ ਬਾਂਡਾਂ ਦੁਆਰਾ ਜੁੜੇ ਹੋਏ ਹਨ। ਇਸਦੇ ਸਿੰਗਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੀ ਬੁਨਿਆਦੀ ਢਾਂਚਾਗਤ ਇਕਾਈ ਵਿੱਚ, ਚਾਰ Si ਪਰਮਾਣੂ ਇੱਕ ਨਿਯਮਤ ਟੈਟਰਾਹੇਡ੍ਰਨ ਢਾਂਚੇ ਵਿੱਚ ਵਿਵਸਥਿਤ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਅਤੇ C ਪਰਮਾਣੂ ਨਿਯਮਤ ਟੈਟਰਾਹੇਡ੍ਰੋਨ ਦੇ ਕੇਂਦਰ ਵਿੱਚ ਸਥਿਤ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਦੇ ਉਲਟ, Si ਪਰਮਾਣੂ ਨੂੰ ਟੈਟਰਾਹੇਡ੍ਰੋਨ ਦਾ ਕੇਂਦਰ ਵੀ ਮੰਨਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ SiC4 ਜਾਂ CSi4 ਬਣਦਾ ਹੈ। Tetrahedral ਬਣਤਰ. SiC ਵਿੱਚ ਕੋਵਲੈਂਟ ਬਾਂਡ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਆਇਓਨਿਕ ਹੈ, ਅਤੇ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਕਾਰਬਨ ਬਾਂਡ ਊਰਜਾ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਹੈ, ਲਗਭਗ 4.47eV। ਘੱਟ ਸਟੈਕਿੰਗ ਫਾਲਟ ਊਰਜਾ ਦੇ ਕਾਰਨ, ਸਿਲਿਕਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਆਸਾਨੀ ਨਾਲ ਵਿਕਾਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੇ ਦੌਰਾਨ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਪੌਲੀਟਾਈਪ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਇੱਥੇ 200 ਤੋਂ ਵੱਧ ਜਾਣੇ ਜਾਂਦੇ ਪੌਲੀਟਾਈਪ ਹਨ, ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਨੂੰ ਤਿੰਨ ਪ੍ਰਮੁੱਖ ਸ਼੍ਰੇਣੀਆਂ ਵਿੱਚ ਵੰਡਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ: ਘਣ, ਹੈਕਸਾਗੋਨਲ ਅਤੇ ਟ੍ਰਾਈਗੋਨਲ।

ਵਰਤਮਾਨ ਵਿੱਚ, SiC ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੇ ਮੁੱਖ ਵਾਧੇ ਦੇ ਤਰੀਕਿਆਂ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ ਭੌਤਿਕ ਭਾਫ਼ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਵਿਧੀ (PVT ਵਿਧੀ), ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਰਸਾਇਣਕ ਭਾਫ਼ ਜਮ੍ਹਾਂ (HTCVD ਵਿਧੀ), ਤਰਲ ਪੜਾਅ ਵਿਧੀ, ਆਦਿ। ਇਹਨਾਂ ਵਿੱਚੋਂ, PVT ਵਿਧੀ ਵਧੇਰੇ ਪਰਿਪੱਕ ਅਤੇ ਉਦਯੋਗਿਕ ਲਈ ਵਧੇਰੇ ਢੁਕਵੀਂ ਹੈ। ਵੱਡੇ ਉਤਪਾਦਨ. ਨੂੰ

ਅਖੌਤੀ PVT ਵਿਧੀ ਕ੍ਰੂਸਿਬਲ ਦੇ ਸਿਖਰ 'ਤੇ SiC ਬੀਜ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਰੱਖਣ ਅਤੇ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਕ੍ਰੂਸਿਬਲ ਦੇ ਹੇਠਾਂ SiC ਪਾਊਡਰ ਨੂੰ ਰੱਖਣ ਦਾ ਹਵਾਲਾ ਦਿੰਦੀ ਹੈ। ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਅਤੇ ਘੱਟ ਦਬਾਅ ਦੇ ਇੱਕ ਬੰਦ ਵਾਤਾਵਰਣ ਵਿੱਚ, SiC ਪਾਊਡਰ ਉੱਚਿਤ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਤਾਪਮਾਨ ਦੇ ਗਰੇਡੀਐਂਟ ਅਤੇ ਇਕਾਗਰਤਾ ਅੰਤਰ ਦੀ ਕਿਰਿਆ ਦੇ ਤਹਿਤ ਉੱਪਰ ਵੱਲ ਵਧਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਨੂੰ ਸੀਡ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੇ ਆਸ-ਪਾਸ ਲਿਜਾਣ ਦਾ ਇੱਕ ਤਰੀਕਾ ਅਤੇ ਫਿਰ ਇੱਕ ਸੁਪਰਸੈਚੁਰੇਟਿਡ ਅਵਸਥਾ ਵਿੱਚ ਪਹੁੰਚਣ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਇਸਨੂੰ ਦੁਬਾਰਾ ਸਥਾਪਿਤ ਕਰਨਾ। ਇਹ ਵਿਧੀ SiC ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਆਕਾਰ ਅਤੇ ਖਾਸ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਰੂਪਾਂ ਦੇ ਨਿਯੰਤਰਣਯੋਗ ਵਿਕਾਸ ਨੂੰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਨੂੰ
ਹਾਲਾਂਕਿ, SiC ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਨੂੰ ਵਧਣ ਲਈ PVT ਵਿਧੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਨ ਲਈ ਲੰਬੇ ਸਮੇਂ ਦੀ ਵਿਕਾਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੇ ਦੌਰਾਨ ਹਮੇਸ਼ਾ ਉਚਿਤ ਵਿਕਾਸ ਸਥਿਤੀਆਂ ਨੂੰ ਕਾਇਮ ਰੱਖਣ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਨਹੀਂ ਤਾਂ ਇਹ ਜਾਲੀ ਦੇ ਵਿਗਾੜ ਵੱਲ ਅਗਵਾਈ ਕਰੇਗਾ, ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੀ ਗੁਣਵੱਤਾ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਕਰੇਗਾ। ਹਾਲਾਂਕਿ, SiC ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦਾ ਵਾਧਾ ਇੱਕ ਬੰਦ ਥਾਂ ਵਿੱਚ ਪੂਰਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇੱਥੇ ਕੁਝ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਨਿਗਰਾਨੀ ਵਿਧੀਆਂ ਅਤੇ ਬਹੁਤ ਸਾਰੇ ਵੇਰੀਏਬਲ ਹਨ, ਇਸਲਈ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨਿਯੰਤਰਣ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੈ।

PVT ਵਿਧੀ ਦੁਆਰਾ SiC ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਧਣ ਦੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਵਿੱਚ, ਸਟੈਪ ਫਲੋ ਗਰੋਥ ਮੋਡ (ਸਟੈਪ ਫਲੋ ਗ੍ਰੋਥ) ਨੂੰ ਇੱਕ ਸਿੰਗਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਰੂਪ ਦੇ ਸਥਿਰ ਵਿਕਾਸ ਲਈ ਮੁੱਖ ਵਿਧੀ ਮੰਨਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
ਵਾਸ਼ਪੀਕਰਨ ਵਾਲੇ Si ਪਰਮਾਣੂ ਅਤੇ C ਪਰਮਾਣੂ ਤਰਜੀਹੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਕਿੰਕ ਬਿੰਦੂ 'ਤੇ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਸਤਹ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਨਾਲ ਬੰਧਨ ਕਰਨਗੇ, ਜਿੱਥੇ ਉਹ ਨਿਊਕਲੀਏਟ ਹੋਣਗੇ ਅਤੇ ਵਧਣਗੇ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਹਰੇਕ ਕਦਮ ਸਮਾਨਾਂਤਰ ਵਿੱਚ ਅੱਗੇ ਵਧੇਗਾ। ਜਦੋਂ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਸਤਹ 'ਤੇ ਸਟੈਪ ਦੀ ਚੌੜਾਈ ਐਡਟੌਮਸ ਦੇ ਫੈਲਾਅ ਮੁਕਤ ਮਾਰਗ ਤੋਂ ਕਿਤੇ ਵੱਧ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਵੱਡੀ ਗਿਣਤੀ ਵਿੱਚ ਐਡਟੌਮ ਇਕੱਠੇ ਹੋ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਅਤੇ ਦੋ-ਅਯਾਮੀ ਟਾਪੂ-ਵਰਗੇ ਵਿਕਾਸ ਮੋਡ ਦਾ ਗਠਨ ਕਦਮ ਪ੍ਰਵਾਹ ਵਿਕਾਸ ਮੋਡ ਨੂੰ ਨਸ਼ਟ ਕਰ ਦੇਵੇਗਾ, ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ 4H ਦਾ ਨੁਕਸਾਨ ਹੋਵੇਗਾ। ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਬਣਤਰ ਦੀ ਜਾਣਕਾਰੀ, ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਕਈ ਨੁਕਸ। ਇਸ ਲਈ, ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੇ ਮਾਪਦੰਡਾਂ ਦੇ ਸਮਾਯੋਜਨ ਨੂੰ ਸਤਹ ਦੇ ਪੜਾਅ ਦੇ ਢਾਂਚੇ ਦੇ ਨਿਯੰਤਰਣ ਨੂੰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ, ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਪੋਲੀਮੋਰਫਿਕ ਨੁਕਸ ਦੀ ਪੀੜ੍ਹੀ ਨੂੰ ਦਬਾਉਣ, ਇੱਕ ਸਿੰਗਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਫਾਰਮ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਦੇ ਉਦੇਸ਼ ਨੂੰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨਾ, ਅਤੇ ਅੰਤ ਵਿੱਚ ਉੱਚ-ਗੁਣਵੱਤਾ ਵਾਲੇ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਤਿਆਰ ਕਰਨਾ.

ਸਭ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਵਿਕਸਤ SiC ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਿਕਾਸ ਵਿਧੀ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ, ਭੌਤਿਕ ਭਾਫ਼ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਵਿਧੀ ਵਰਤਮਾਨ ਵਿੱਚ SiC ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਨੂੰ ਵਧਾਉਣ ਲਈ ਸਭ ਤੋਂ ਮੁੱਖ ਧਾਰਾ ਵਿਕਾਸ ਵਿਧੀ ਹੈ। ਹੋਰ ਤਰੀਕਿਆਂ ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਵਿੱਚ, ਇਸ ਵਿਧੀ ਵਿੱਚ ਵਿਕਾਸ ਉਪਕਰਣ, ਇੱਕ ਸਧਾਰਨ ਵਿਕਾਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ, ਮਜ਼ਬੂਤ ​​ਨਿਯੰਤਰਣਯੋਗਤਾ, ਮੁਕਾਬਲਤਨ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਵਿਕਾਸ ਖੋਜ, ਅਤੇ ਪਹਿਲਾਂ ਹੀ ਉਦਯੋਗਿਕ ਉਪਯੋਗ ਲਈ ਘੱਟ ਲੋੜਾਂ ਹਨ। ਐਚਟੀਸੀਵੀਡੀ ਵਿਧੀ ਦਾ ਫਾਇਦਾ ਇਹ ਹੈ ਕਿ ਇਹ ਕੰਡਕਟਿਵ (ਐਨ, ਪੀ) ਅਤੇ ਉੱਚ-ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਾਲੇ ਅਰਧ-ਇੰਸੂਲੇਟਿੰਗ ਵੇਫਰਾਂ ਨੂੰ ਵਧਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਡੋਪਿੰਗ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਨੂੰ ਨਿਯੰਤਰਿਤ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ ਤਾਂ ਕਿ ਵੇਫਰ ਵਿੱਚ ਕੈਰੀਅਰ ਦੀ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ 3×1013~5×1019 ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਅਨੁਕੂਲ ਹੋਵੇ। /cm3. ਨੁਕਸਾਨ ਉੱਚ ਤਕਨੀਕੀ ਥ੍ਰੈਸ਼ਹੋਲਡ ਅਤੇ ਘੱਟ ਮਾਰਕੀਟ ਸ਼ੇਅਰ ਹਨ। ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਤਰਲ-ਪੜਾਅ ਦੀ SiC ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਿਕਾਸ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਪਰਿਪੱਕ ਹੁੰਦੀ ਜਾ ਰਹੀ ਹੈ, ਇਹ ਭਵਿੱਖ ਵਿੱਚ ਪੂਰੇ SiC ਉਦਯੋਗ ਨੂੰ ਅੱਗੇ ਵਧਾਉਣ ਵਿੱਚ ਵੱਡੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਦਿਖਾਏਗੀ ਅਤੇ SiC ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਿਕਾਸ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਨਵਾਂ ਸਫਲਤਾ ਬਿੰਦੂ ਹੋਣ ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਹੈ।